Großformat-Laser-Dicing-Ausrüstung: Kerntechnologie für die zukünftige 8-Zoll-SiC-Wafer-Produktion

Siliziumkarbid (SiC) stellt nicht nur eine kritische Technologie für die nationale Verteidigungssicherheit dar, sondern ist auch ein Schwerpunkt für die globale Automobil- und Energieindustrie. Als erster Verarbeitungsschritt für SiC-Einkristallmaterialien bestimmt die Qualität des Wafer-Dicing grundlegend die nachfolgende Dünnung und Polierleistung. Konventionelle Schneideverfahren neigen dazu, Oberflächen-/Untergrundrisse zu erzeugen, was die Bruchraten und die Herstellungskosten erhöht. Daher ist die Kontrolle von Oberflächenrissbeschädigungen entscheidend für die Weiterentwicklung der SiC-Bauelementefertigungstechnologie.

ZMSHs Wafer-Dünnungsgeräte

Das aktuelle SiC-Ingot-Dicing steht vor zwei großen Herausforderungen:

1. Hohe Materialverlustrate beim traditionellen Mehrdrahtsägen.Aufgrund der extremen Härte und Sprödigkeit von SiC treten bei Schneid-/Schleif-/Polierprozessen erhebliche Verformungs- und Rissbildungsprobleme auf. Daten von Infineon zeigen, dass das traditionelle Diamantdrahtsägen während des Schneidens nur eine Materialausnutzung von 50 % erreicht, wobei die Gesamtverluste nach dem Polieren 75 % (≈250 µm pro Wafer) erreichen.
2. Lange Verarbeitungszyklen und geringer Durchsatz.Internationale Produktionsstatistiken zeigen, dass 10.000 Wafer ≈273 Tage Dauerbetrieb erfordern. Um die Marktnachfrage zu befriedigen, sind massive Drahtsägeneinsätze erforderlich, die jedoch mit hoher Oberflächenrauheit und starker Umweltverschmutzung (Schlammabfall, Abwasser) einhergehen.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, hat das Team von Prof. Xiangqian Xiu an der Universität Nanjing eine Großformat-Laser-Dicing-Ausrüstung entwickelt, die den Materialverlust deutlich reduziert und die Produktivität verbessert. Für einen 20 mm SiC-Ingot verdoppelt die Lasertechnologie die Ausbeute im Vergleich zum Drahtsägen. Darüber hinaus weisen lasergeschnittene Wafer überlegene geometrische Eigenschaften auf, die eine Dicke von 200 µm ermöglichen, um die Ausbeute weiter zu erhöhen.

Die Wettbewerbsvorteile dieses Projekts umfassen:

• Abgeschlossene Prototypentwicklung für das Dicing/die Dünnung von 4-6" semi-isolierenden SiC-Wafern
• Erfolgreiches Schneiden von 6" leitfähigen SiC-Ingots
• Laufende 8" Ingot-Dicing-Verifizierung
• Bietet 50 % kürzere Verarbeitungszeit, höheren jährlichen Durchsatz und <50 µm Materialverlust pro Wafer

Marktanalysen bestätigen diese Ausrüstung als die zukünftige Kernlösung für die 8" SiC-Produktion. Derzeit abhängig von teuren japanischen Importen mit Embargorisiken, übersteigt die heimische Nachfrage in China 1.000 Einheiten, ohne dass es ausgereifte lokale Alternativen gibt. Die Innovation der Universität Nanjing birgt somit ein erhebliches kommerzielles Potenzial mit zusätzlichen Anwendungen in der GaN-, Ga₂O₃- und Diamantverarbeitung.

ZMSH ist auf die Bereitstellung umfassender SiC-Lösungen spezialisiert und bietet 2-12 Zoll SiC-Substrate, einschließlich 4H/6H-N-Typ, 4H-semi-isolierend und 4H/6H-3C-Polytypen mit anpassbaren Dicken. Wir liefern auch komplette SiC-Produktionsanlagen, von Kristallwachstumssystemen bis hin zu fortschrittlichen Waferbearbeitungsmaschinen, einschließlich Laserschneide- und Dünnungsgeräten, und bieten End-to-End-Lösungen für die Halbleiterindustrie.

ZMSHs SiC-Substrat 4H-N-Typ